湿式烟气脱硫塔中折线型挡板除雾器分离效率的数值模拟

根据N S方程组对湿式烟气脱硫塔中折线型挡板除雾器内气液两相流动进行了描述,采用k ε模型及颗粒轨道模型对方程组进行封闭,建立了该类除雾器分离效率的数学模型。模型的数值求解采用流体力学计算软件Fluent6.1。通过调节参数,计算了多种除雾器结构参数(除雾器高度、除雾器板间距、除雾器转折角)和工况参数(气体流速、液滴直径)下的除雾器的分离效率,分析了各参数对除雾器分离效率的影响,得出了一般情况下的除雾器分离性能的规律性结论,可直接应用于湿式烟气脱硫系统除雾器的设计。图7表1参9     

湿法脱硫系统吸收塔除雾器改造分析及应用

为了提高除雾效果,改善GGH堵塞情况,将原来两层平板式除雾器改造为一级管式加两级屋顶式除雾器,并详细介绍了除雾器及吸收塔的改造措施、改造工期、改造费用和改造效果,本次改造有效减少了吸收塔出口的石膏液滴含量,保证了取消旁路后脱硫系统的正常稳定运行,经济效益和社会效益显著.     

加装钩片对除雾器性能影响的数值研究

采用Fluent软件对湿法烟气脱硫系统中除雾器内气液两相流场进行数值模拟,得到加装钩片后的除雾器在不同液滴粒径和风速下的除雾效率,并对比分析了5种不同尺寸钩片形式的除雾器性能.结果表明:除雾器内流场偏向叶片转弯处外侧,在此位置加装钩片可有效提高除雾效率;钩片长度直接影响其对气流的拦截程度,随着钩片长度的增大,除雾效率显著提高,同时压降也有所增加;钩片宽度的增大导致除雾效率与压降均略微降低.     

湿法烟气脱硫系统除雾器数值模拟与效率分析

根据气液两相流体力学的基本理论,针对除雾器单通道内气、液流动分别建立了RSM湍流模型和DPM模型,并根据折板式和带钩波纹板除雾器的结构特点,采用FLUENT软件完成了数值模拟,进而分析了板间距、液滴直径和气流速度等因素对除雾效率的影响。比较了相同工况条件下两种板型的除雾效率,可为除雾器的选型、结构设计及优化提供一定的指导意义。     

除雾器ΔP-v-dcr选型方法研究

通过对湿法脱硫系统中除雾器分离特性的研究 ,定义了除雾器临界分离粒径和圆柱对液滴临界捕捉粒径两个概念。针对设有管式烟气再加热器湿法脱硫系统 ,提出了除雾器ΔP v dcr选型方法。该方法为 :在满足烟气压降小于2 0 0Pa且临界分离粒径小于烟气再加热器管壁临界捕捉粒径要求的除雾器中 ,选择烟气压降最小的除雾器作为最佳选型。该方法简洁明了 ,对除雾器的优化设计、选型和运行工况分析有一定的指导作用 ,同时也提供了全面衡量除雾器分离特性的标准     

燃煤电厂脱硫吸收塔出口烟道斜板立置式组合除雾装置的开发和应用

介绍了一种安装于脱硫吸收塔出口烟道或湿烟气流通烟道中的组合除雾装置的结构和原理.该除雾装置可利用烟道的原有结构进行安装,在不明显改变原系统运行阻力的同时,可以进一步脱除烟气中夹带的液滴,有效减轻相关影响.该除雾装置采用斜板立置式,由多个斜板除雾器组合而成,具有阻力小、可实现自清洗、适用性好和结构简单的特点,且结构轻巧坚固,易于维护,主要受力元件选用不锈钢材质,可有效抵御腐蚀并延长设备寿命.该除雾装置已在两个大型电站机组中应用,并取得较好的效果.     

除雾器△P-v-dcr选型方法研究

通过对湿法脱硫系统中除雾器分离特性的研究，定义了除雾器临界分离粒径和圆柱对液滴临界捕捉粒径两个概念。针对设有管式烟气再加热器湿法脱硫系统，提出了除雾器△P-v-dcr选型方法。该方法为：在满足烟气压降小于200Pa且临界分离粒径小于烟气再加热器管壁临界捕捉粒径要求的除雾器中，选择烟气压降最小的除雾器作为最佳选型。该方法简洁明了，对除雾器的优化设计、选型和运行工况分析有一定的指导作用，同时也提供了全面衡量除雾器分离特性的标准。     

旋流板式除雾器流动特性的数值模拟分析

本文以某脱硫装置所用旋流板式除雾器为分析对象,采用CFD对烟气通过除雾器的两相流过程进行数值模拟分析。计算结果表明:随着烟气流速、液滴粒径和板片数量的增加,除雾器除雾效率也随之增加;但烟气流速和板片数量的增加,将导致除雾器的压降增加。研究结果对旋流板片式除雾器的设计和改进具有参考意义。     

新型复合式除雾器分离性能的分析

以折流板除雾器为基本结构,在折流板除雾器弯折管道处增加1排圆管,构成新型复合式除雾器。采用计算流体力学方法对折流板除雾器、带勾板折流板除雾器及新型复合式除雾器进行数值模拟和分析。结果表明:液滴粒径小于20μm时,新型复合式除雾器的除雾效率明显高于折流板除雾器和带勾板折流板除雾器;当入口流速为4 m/s、液滴粒径为10μm时,新型复合式除雾器比折流板除雾器的除雾效率提高了9.33%,比带勾板折流板除雾器的除雾效率提高了5.33%;新型复合式除雾器的管排对来流的节流作用和气流的湍动作用可提高除雾器的除雾效果;在管排处新型复合式除雾器对液滴的捕集数量最大,管排在新型复合式除雾器中起重要作用。     

折线型三通道除雾器内部流场的数值模拟与除雾效率分析

采用CFD(计算流体动力学)软件对折线型三通道除雾器的流场进行数值模拟。根据除雾器内部流场的流动特性对气相采用基于雷诺时均方程的RNG k-ε湍流模型模拟,对液相采用基于Euler-Lagrange方法的DPM(固液离散相)模型模拟。研究表明:除雾器的除雾效率受自身板型、气流速度、液滴直径因素影响;随两板间距的增大,除雾效率降低;随液滴直径和气流速度的增大,除雾效率均增大;折线型三通道除雾器效率一般要高于两通道除雾器的除雾效率,当气流速度小于2 m/s或大于5 m/s时,两种除雾器效率相差不是很明显,当气流速度大于2 m/s且小于5 m/s时,折线型三通道除雾器则具有明显优势。     

基才透平静叶栅的气液两相流模化试验系统研制

建立了国内第一台基于实际透平湿蒸汽级静叶栅型线的气液两相流动试验台，基本可以完整模拟静叶栅内气液两相流中水相的演变过程，包括水膜的形成、运动及撕裂，粗糙水滴的二次雾化等。还研制了用光学方法测量叶栅前后有关水滴尺寸及其分布的一系列辅助装置。结果表明试验装置和测试系统十分有效。     

基于透平静叶栅的气液两相流模化试验系统研制

建立了国内第一台基于实际透平湿蒸汽级静叶栅型线的气液两相流动试验台,基本可以完整模拟静叶栅内气液两相流中水相的演变过程,包括水膜的形成、运动及撕裂,粗糙水滴的二次雾化等。还研制了用光学方法测量叶栅前后有关水滴尺寸及其分布的一系列辅助装置。结果表明试验装置和测试系统十分有效。     

逆流喷雾式饱和器内两相速度场的实验研究

应用三维粒子动态分析仪(PDA)和二维粒子速度分析仪(PIV)对逆流喷雾式饱和器内湿化过程的气液两相流流场进行了实验测量。通过稳态和瞬态速度场的测量结果,获得了饱和器内各点上水滴的三维平均速度、平均粒径和平均体积流量,以及饱和器中心线上的测量区域内水滴的瞬态速度分布和流线,给出了逆流喷雾式饱和器内液相水滴的三维平均速度、平均粒径和平均体积流量的分布规律,揭示了其内部流动的高紊流特性。图4表1参7     

脱硫除雾器除雾特性的研究

针对除雾器的菱形布置方式和叶片的不同几何形状，通过大量实验测定了除雾器的压力降和速度，利用水平衡法计算了除雾效率和液滴浓度，分析了除雾器气流速度、叶片间距对除雾效率的影响及除雾器级数对除雾效率和压力降的影响，为该型除雾器的设计和制造提供了参考依据。图13     

Numerical simulation of closed wet cooling towers for chilled ceiling systems

A numerical technique for evaluating the performance of a closed wet cooling tower for chilled ceiling systems is presented. The technique is based on computational flow dynamics (CFD) for the two-phase flow of gas and water droplets. The eulerian approach is used for the gas phase flow and the lagrangian approach for the water droplet phase flow, with two-way coupling between two phases. Numerical simulation indicates that CFD can be used to predict the performance of a closed wet cooling tower, given the appropriate rate of heat generation from the heat exchanger. The technique is suitable for optimization of the design and operation of the cooling tower for chilled ceilings.     

基于高压电晕除湿的烟气消白技术参数优化设计研究

为了探究离子风除湿机理,获得影响除湿效率的关键参数,基于ANSYS CFX均质成核理论建立了除湿过程的三维空间多场耦合多相流数值模型,分析了集电极筒结构、流动、物性等参数变化对除湿效果的影响。基于可视化后处理软件,分析了电/流场耦合作用下流场速度、液滴的分布规律,并进一步阐明离子风除湿机理和除湿过程。结果表明：渐扩形集电极筒效果最佳但难以并联组合;随着进口流速的增加除湿效果迅速减弱;温差的增大显著提高了饱和蒸汽凝结的效率;相比于入口饱和蒸汽,气液两相入口明显改善了圆柱形集电极筒内的整体凝结程度,且核心凝结区域不仅限于出口处的U形区域;而电压的增强可以促进气相凝结,但是电压超过38 kV之后,液相平均质量分数变化幅度很小;增加电极长度可以提高除湿效果,但当电极长度达到0.37 m时,继续增加电极长度液相平均质量分数没有显著变化。     

二维T型微通道内液滴生成与梯状网络内液滴相位同步问题数值模拟

基于格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)的颜色梯度模型,研究了T型微通道内液滴生成过程,分析了连续相毛细数和两相流量比对液滴生成尺寸和液滴生成频率的影响。在此基础上,研究了微流控梯状网络中两个弹状液滴相位同步问题,分析了连续相毛细数、旁通管数目和液滴初始相位长度对液滴相位同步程度的影响。计算结果表明,T型微通道内连续相毛细数和两相流量比对液滴生成尺寸和液滴生成频率有很大影响;在液滴相位同步问题上,连续相毛细数对液滴相位同步程度有较大影响,液滴初始相位长度和旁通管数目对液滴相位同步有一定程度改善,但不能实现液滴相位的完全同步。     

Two-phase flow and maldistribution in gas channels of a polymer electrolyte fuel cell

Liquid water transport in a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is a major issue for automotive applications. Mist flow with tiny droplets suspended in gas has been commonly assumed for channel flow while two-phase flow has been modeled in other cell components. However, experimental studies have found that two-phase flow in the channels has a profound effect on PEFC performance, stability and durability. Therefore, a complete two-phase flow model is developed in this work for PEFC including two-phase flow in both anode and cathode channels. The model is validated against experimental data of the wetted area ratio and pressure drop in the cathode side. Due to the intrusion of soft gas diffusion layer (GDL) material in the channels, flow resistance is higher in some channels than in others. The resulting flow maldistribution among PEFC channels is of great concern because non-uniform distributions of fuel and oxidizer result in non-uniform reaction rates and thus adversely affect PEFC performance and durability. The two-phase flow maldistribution among the parallel channels in an operating PEFC is explored in detail.     

前置碱雾发生器内气液固多相流动的测量研究

根据两相流相似模化原理建立了前置碱雾发生器烟气脱硫颗粒图像测速技术多相流动实验台,运用颗粒图像测速(PIV)技术对前置碱雾发生器内气液固三相流动进行测量,得到不同工况条件下喷雾射流与固体颗粒的流动结构和流场信息.结果表明:由于雾化液滴射流的卷吸作用,大部分固体颗粒被卷吸进雾化锥内,在喷嘴出口一定区域固体颗粒与雾化液滴具有较大的速度差,在雾化锥内固体颗粒与雾化液滴发生剧烈的碰撞形成浆液,此为形成碱雾的主要区域.合理设计边壁风量有利于抑制甚至防止雾化液滴以及碰撞形成的浆滴可能的粘壁现象.